[发明专利]一种具有双相交换耦合并保持高矫顽力的复合永磁铁氧体

说明书

技术领域

本发明属于磁性铁氧体的制备技术领域，具体涉及一种具有双相交换耦合作用、但仍保持高矫顽力的复合永磁铁氧体。

背景技术

六角晶系的M型SrFe₁₂O₁₉(SrM)铁氧体，由于其较高的性价比、便宜的原材料和优良的化学稳定性，依然在电子、家电、汽车等行业得到广泛的应用，是当前产量最大的磁性材料之一。然而，遗憾的是，中国虽然是SrM永磁铁氧体生产的大国，但并非生产的强国，目前的产品以中低档为主，生产技术水平比欧美日本等仍有不小差距。为此，急需寻求新的SrM永磁铁氧体制备方法，以提高其生产水平。

利用高矫顽力(H_c)但是低饱和磁化强度(M_s)的永磁相和高M_s但是低H_c的软磁性相之间的交换耦合作用去提高永磁材料的磁性能，目前得到了广泛的应用和研究，特别是在稀土永磁中。比如专利号为ZL201010289049.5的发明专利公开了一种纳米晶双相耦合稀土永磁体的制备方法；专利号为ZL201010524561.3的发明专利公开了一种交换耦合双相纳米复合NdFeB永磁颗粒及制备方法和应用。但是利用交换耦合作用去提高永磁铁氧体的磁性能目前少见报道，许多技术难点有待攻克。发明专利号为ZL200610048970.4的专利，在永磁Sr铁氧体中添加了一种特殊的L料代替非磁性添加料，并适当控制L料的粒度，不但显著改善了产品的密度和取向度，而且发现其中存在交换耦合作用，从而提高了磁性能。但发明所使用的制备方法为传统的氧化物法，且先后在低于1270℃和高于1270℃的高温下进行了两次烧结成相，这一般会使得铁氧体的晶粒长得很大。而微磁学研究表明，当软磁性相的尺寸接近永磁性相畴壁厚度的两倍时，软、永磁相之间的交换硬化不但十分有效，而且还避免了由交换耦合引起的矫顽力的下降。因此，采用需要高温烧结的氧化物法不利于交换耦合效应的形成。申请者自己已经获得授权的专利ZL 201310415239.0采用水热法制备的粉末在高温下烧结的办法制备了SrM/(Ni,Zn)Fe₂O₄铁氧体粉末，结果表明样品中存在良好的交换耦合作用，有利于提高SrM铁氧体的性能。而我们自己已经获得授权的另外一个专利ZL 201310415623.0，直接利用水热法制备了类似核壳结构的SrM/(Ni,Zn)Fe₂O₄铁氧体粉末，磁性测量表明其呈现单一相磁行为，存在较好的交换耦合作用。但是上述两个专利所述方法，都会导致样品矫顽力的极大下降。

我们已经公开、在审的专利(公开号CN 104211387A)以矫顽力相对较小的CoFe₂O₄为母体，发现添加仅2％-10％质量比、高矫顽力的SrM铁氧体，可以大幅度的提升CoFe₂O₄的矫顽力，甚至可以达到提升90％以上的技术效果，其技术原理首先是与SrM铁氧体的钉扎作用密切相关，其次我们提出SrM-CoFe₂O₄之间的交换耦合作用虽然可能会大幅度降低“硬磁相”SrM的矫顽力，但是也会大幅度提高“软磁相”CoFe₂O₄的矫顽力。本次申请的专利，正是以此为背景，以“硬磁相”SrM为母体，按照3～2:1的质量比掺入“软磁相”CoFe₂O₄，大量减少了价格昂贵的CoFe₂O₄的使用，但能保证在SrM中实现交换耦合作用的同时，还能同时保持很高的矫顽力，以此来改善交换耦合作用会导致“硬磁相”矫顽力下降较大的矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于制备出一种新的具有双相交换耦合作用且保持高矫顽力的复合永磁铁氧体。本发明所制备的SrM/CoFe₂O₄铁氧体，虽然由两相组成，但是却对外呈现单一相的磁性行为，具有良好的交换耦合作用，而且相比较纯SrM铁氧体，仍可保持较高的矫顽力。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明制备了一种具有交换耦合且保持高矫顽力的双相复合永磁铁氧体，所述铁氧体是SrM铁氧体永磁相和CoFe₂O₄铁氧体“软磁相”组成的复合物。其具体制备步骤如下：